Neutralization of sulfur-containing gases during coal filtration combustion

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A study on the neutralization of sulfur compounds during the filtration combustion of model mixture compositions containing iron sulfide or copper sulfate by adding marble (CaCO3) was carried out. It has been experimentally shown that during burning model charge compositions with additions of both iron sulfide and copper sulfate, replacing chemically inert sapphire with marble leads to a decrease in combustion temperature by approximately 150–200 °C. At the same time, the content of CO2 in gaseous products increases, and the concentrations of CO and H2 decrease. The greatest effect on the absorption of sulfur-containing substances when adding marble was shown in experiments where sulfur was present in the fuel in sulfide form: the addition of 50% marble made it possible to capture 72% of the initial sulfur content, and for compositions with 90% marble in the charge, 85%. The absorption of sulfur compounds formed during the combustion of model mixture compositions with copper sulfate is much worse. When the charge contains 50% and 85% marble, sulfur-containing compounds were absorbed by only 19% and 24%, respectively.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Yu. Yu. Tsvetkova

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: iulya@icp.ac.ru
Russian Federation, Chernogolovka

V. M. Kislov

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: iulya@icp.ac.ru
Russian Federation, Chernogolovka

E. N. Pilipenko

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: iulya@icp.ac.ru
Russian Federation, Chernogolovka

M. V. Salganskaya

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: iulya@icp.ac.ru
Russian Federation, Chernogolovka

M. V. Tsvetkov

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: iulya@icp.ac.ru
Russian Federation, Chernogolovka

References

  1. H. Huang, and C. Shi, Energies 16 (2), 857 (2023). https://doi.org/10.3390/en16020857
  2. M.I. Rashid, U.A. Isah, M. Athar, E. Benhelal, ChemBioEng Reviews 10 (5), 841 (2023). https://doi.org/10.1002/cben.202200023
  3. J. Gómez, T. Neumann, F. Guerrero and M. Toledo, Fuel 307, 121739 (2022). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121739
  4. G. Xu, J. Ou, H. Wei et al., J. Environ. Chem. Eng. 10 (5), 108475 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jece.2022.108475
  5. A.M. Tereza, P.V. Kozlov, G.Y. Gerasimov et al., Acta Astronaut. 204, 705 (2023). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.11.001
  6. P.V. Roslyakov and O.E. Kondratieva, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. 1061 (1), 012035 (2022). https://doi.org/10.1088/1755-1315/1061/1/012035
  7. X. Xiong, S. Yu, D. Qin, H. Tan and X. Lu, J. Energy Inst. 105, 133 (2022). https://doi.org/10.1016/j.joei.2022.08.009
  8. S.V. Vassilev and C.G. Vassileva, J. Hazard. Mater. 457, 131850 (2023). https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131850
  9. P. Gopinathan, M. Jha, A. K. Singh et al., Fuel. 316, 123376 (2022). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.123376
  10. Z. Xi, K. Xi, L. Lu and M. Zhang, Fuel. 331, 125756 (2023). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.125756
  11. L. Li, L. Cheng, B. Wang, Z. Ma, and W. Zhang, J. Energy Inst. 111, 101403 (2023). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.125756
  12. D. C. de Oliveira, E. E. Lora, O. J. Venturini, D. M. Maya and M. Garcia-Pérez, Renew. Sust. Energ. Rev. 172, 113047 (2023). https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.113047
  13. V. M. Kislov, Y. Y. Tsvetkova, M. V. Tsvetkov, E. N. Pilipenko and M. V. Salganskaya, Russ. J. Phys. Chem. B 15, 645 (2021). https://doi.org/10.1134/S1990793121040187
  14. L. Kumar and S. K. Jana, Rev. Chem. Eng. 38 (7), 843 (2022). https://doi.org/10.1515/revce-2020-0029
  15. X. Wang, R. Zhang, Q. Li, J. Mi and M. Wu, Fuel 332, 126052 (2023). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.126052
  16. E. Üresin, M. Ateş and F. Akgün, Int. J. Oil, Gas Coal Technol. 31 (2), 166 (2022). https://doi.org/10.1504/IJOGCT.2022.125370
  17. V. M. Kislov, Y. Y. Tsvetkova, M. V. Tsvetkov et al., Combust. Explos. Shock Waves 59 (2), 199 (2023). https://doi.org/10.1134/S0010508223020107
  18. V.M. Kislov, Y.Y. Tsvetkova, S.V. Glazov et al., Russ. J. Phys. Chem. B 14, 660 (2020). https://doi.org/10.1134/S1990793120040156
  19. G. Xing, W. Wang, S. Zhao and L. Qi, Environ. Sci. Pollut. Res. 30, 76471 (2023). https://doi.org/10.1007/s11356-023-27872-8
  20. J. Y. Chang, M. Liu, J. Wan, G. W. Shi and T. Li, Energy Rep. 9, 85 (2023). https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.04.032
  21. M. Toledo, A. Arriagada, N. Ripoll, E. A. Salgansky, M. A. Mujeebu, Renew. Sust. Energ. Rev. 177, 113213 (2023). https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113213
  22. K. G. Borovik, N. A. Lutsenko, Combust. Explos. Shock Waves 58, 290 (2022). https://doi.org/10.1134/S0010508222030042
  23. V.M. Kislov, M.V. Tsvetkov, A.Y. Zaichenko, et al., Russ. J. Phys. Chem. B 17, 947 (2023). https://doi.org/10.1134/S1990793123040255
  24. A. A. Belyaev and B. S. Ermolaev, Russ. J. Phys. Chem. B 17, 915 (2023). https://doi.org/10.1134/S199079312304022X
  25. L. Liu, H. Liu, M. Cui, Y. Hu and J. Wang, Fuel. 112, 687 (2013). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2012.06.048
  26. J. Wang and A. Tomita, Energy fuels. 17 (4), 954 (2003). https://doi.org/10.1021/ef020251o
  27. S. El-Houte, M.E.S. Ali and O. T. Sørensen, Thermochim. acta. 138 (1), 107 (1989). https://doi.org/10.1016/0040-6031(89)87245-4
  28. A.M. Gadalla, Int. J. Chem. Kinet. 16. (6), 655 (1984). https://doi.org/10.1002/kin.550160604
  29. N. Kanari, N. E. Menad, E. Ostrosi et al., Metals 8 (12), 1084 (2018). https://doi.org/10.3390/met8121084
  30. J.L. Pérez Bernal and M.A. Bello, Ind. Eng. Chem. Res. 42 (5), 1028 (2003). https://doi.org/10.1021/ie020426h
  31. Y. Q. Han, R. M. Yang, Y. Dong and H. L. Tong, J. Therm. Anal. Calorim. 147 (22),12431 (2022). https://doi.org/10.1007/s10973-022-11477-3
  32. T. Recelj and J.Golob, Process Saf. Environ. Prot. 82. (5), 371 (2004). https://doi.org/10.1205/psep.82.5.371.44188
  33. X. Xia, L. Zhang, Z. Li et al., J. Environ. Manage. 301, 113855 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113855
  34. X. Jia, Q. Wang, K. Cen and L. Chen, Fuel. 163, 157 (2016). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.09.054
  35. A. Lyngfelt and B. Leckner, Chem. Eng. Sci. 44 (2), 207 (1989). https://doi.org/10.1016/0009-2509(89)85058-4
  36. Z.Q. Yan, Z.A. Wang, X.F. Wang et al., Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 25. (10), 3490 (2015). https://doi.org/10.1016/S1003-6326(15)63986-3
  37. E.A. Salgansky, V.M. Kislov, S.V. Glazov and M.V. Sal ganskaya, J. Combust. 2016, (2016). https://doi.org/10.1155/2016/9637082
  38. E. A. Salgansky, A. Y. Zaichenko, D. N. Podlesniy, M. V. Salganskaya and M. Toledo, Int. J. Hydrog. Energy. 42 (16), 11017 (2017). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.03.056

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Schematic diagram of the experimental setup: 1 – computer for recording temperature readings; 2 – ADC; 3 – gasification product afterburner; 4 – combustible gasification products; 5 – lower flange; 6 – gas product ignition electric coil; 7 – reactor; 8 – heat-reflecting screen; 9 – initiator with heating coil; 10 – afterburner air duct; 11, 12 – flow meters; 13 – compressor for air supply; TP 1–TP 11 – thermocouples.

Download (132KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».